WO2015099406A1 - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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WO2015099406A1
WO2015099406A1 PCT/KR2014/012715 KR2014012715W WO2015099406A1 WO 2015099406 A1 WO2015099406 A1 WO 2015099406A1 KR 2014012715 W KR2014012715 W KR 2014012715W WO 2015099406 A1 WO2015099406 A1 WO 2015099406A1
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organic electroluminescent
electroluminescent device
mat
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김태형
이은정
백영미
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Doosan Corp
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Doosan Corp
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    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers

Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent device having improved characteristics such as driving voltage, luminous efficiency and lifetime.
  • organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon of converting electrical energy into light energy using an organic material.
  • An organic light emitting device using such an organic light emitting phenomenon usually has a structure including an anode, a cathode and an organic material layer therebetween.
  • the organic material layer is often composed of a multilayer structure composed of different materials to increase the efficiency and stability of the organic light emitting device, for example, a hole injection layer, a hole transport layer (HTL), a light emitting layer (EML), an electron transport layer (ETL), electrons Injection layer and the like.
  • the material used as the organic material layer may be classified into a light emitting material, a charge transport material, a hole injection material, a hole transport material, an electron transport material, an electron injection material and the like according to its function.
  • the luminescent material may be classified into blue, green, and red luminescent materials and yellow and orange luminescent materials required to achieve better natural colors according to the emission color.
  • a host / dopant system may be used as the light emitting material.
  • excitons generated in the host are transported to the dopant to produce high-efficiency light.
  • the wavelength of the host is shifted to the wavelength of the dopant, light having a desired wavelength can be obtained according to the type of dopant to be used.
  • a stable and efficient material as a material forming the organic material layer in the device, that is, a hole injection material, a hole transport material, a light emitting material, an electron transport material, or an electron injection material. It must be preceded.
  • a stable and efficient organic material layer for an organic light emitting device has not yet been made sufficiently, and therefore, development of new materials is continuously required.
  • An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device having improved luminescence efficiency, driving voltage, lifespan, etc. by introducing a compound which is excellent in fluorescence ability and can be used as a light emitting layer material to an organic electroluminescent device.
  • the present invention is an anode; cathode; And one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the one or more organic material layers includes a compound represented by Formula 1 below. .
  • a plurality of R 1 are the same or different from each other,
  • R 1 is phenyl or naphthyl
  • Ar 1 is a substituent represented by any one of the formulas A-1 to A-6,
  • Ar 1 is Except in the same case.
  • the organic material layer including the compound represented by Formula 1 is preferably a light emitting layer.
  • the present invention is characterized in that at least one of the one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode of the organic electroluminescent device comprises a compound represented by the formula (1).
  • the compound represented by Formula 1 has an asymmetric anthracene-based skeleton having excellent device characteristics, and at least one specific aromatic ring is introduced at a specific position of the skeleton.
  • the compound represented by the formula (1) of the present invention while a phenyl group or biphenyl group substituted with naphthyl at position 9 of the anthracene basic skeleton is introduced, biphenyl, terphenyl, By introducing an aromatic ring such as naphthyl, phenanthrene, pyrene, triphenylene, or phenylnaphthyl, stacking can be relatively suppressed to prevent shifting or crystallization of the emission wavelength band due to intermolecular interaction, Therefore, compared to the anthracene compound having a conventional symmetrical structure, characteristics such as luminous efficiency, driving voltage, and lifetime may be improved.
  • the carbon position number of the anthracene is Can be expressed as:
  • the compound of Formula 1 may be introduced into a phenyl group or naphthyl group at position 2 of the anthracene-based basic skeleton, the emission wavelength is adjusted to improve the color purity as a green / blue light emitting material.
  • the compound of Formula 1 may be applied as a host material of the green light emitting device.
  • the compound of Formula 1 has a wide bandgap due to the anthracene basic skeleton, and thus has excellent characteristics as a host material, thereby exhibiting luminous efficiency, durability of a device, and improvement of lifespan.
  • Ar 1 may be a substituent represented by any one of the following Formulas B-1 to B-12, but is not limited thereto. However, Ar 1 is Except in the same case.
  • Examples of the compound represented by Formula 1 of the present invention include a compound represented by the following Formula 2 to Formula 4, but is not limited thereto.
  • Ar 1 is as defined in formula (1).
  • the anthracene-based compound represented by Chemical Formula 1 may be more specifically represented by the compounds represented by the following Chemical Formulas Mat-1 to Mat-34, but is not limited thereto.
  • the compound of formula 1 of the present invention can be synthesized in various ways with reference to the following synthesis examples. Detailed synthesis procedures for the compounds of the present invention will be described in detail in the synthesis examples described below.
  • the organic electroluminescent device comprises (i) an anode, (ii) a cathode, and (iii) one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode, and at least one of the one or more organic material layers.
  • a compound represented by the above formula (1) includes (i) an anode, (ii) a cathode, and (iii) one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode, and at least one of the one or more organic material layers.
  • the organic layer may include a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, and among these, the hole injection layer, the hole transport layer, or the light emitting layer may include a compound represented by Chemical Formula 1, and preferably, a light emitting layer. It may include a compound represented by the formula (1).
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be included as a fluorescent host material, and may be preferably included as a fluorescent host material of green or blue color.
  • the organic EL device may improve luminous efficiency, brightness, power efficiency, thermal stability, and device life.
  • the light emitting layer of the organic EL device according to the present invention may include a dopant.
  • dopants include coumarin derivatives (eg, C 545T), quinacridone derivatives, compounds of Formula 5, and the like.
  • the compound of Formula 5 is substituted with at least one aryl amine group in the aromatic ring, and the luminous efficiency and lifespan may be improved compared to other conventional dopants.
  • the color purity of the device is higher and the luminous efficiency is further improved, compared with the case of using the compound of Formula 1 with other dopants known in the art.
  • the lifetime of the device can be increased.
  • Ar 2 is selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C 10 ⁇ C 60 aromatic ring and a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring having 10 to 60 nuclear atoms, preferably naphthalene, anthracene, phenanthrene, pi Lene, chrysene, fluoranthene, benzofluoranthene and the like, more preferably anthracene, pyrene, chrysene;
  • Ar 3 and Ar 4 are each independently selected from the group consisting of C 6 ⁇ C 60 aryl group and heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, preferably phenyl, naphthyl, dibenzofuran or dibenzothiophene Is;
  • the aryl group and heteroaryl group of Ar 3 to Ar 4 are each independently deuterium, halogen group, cyano group, nitro group, amino group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, nuclear atom 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 to C 60 aryl group, nuclear atom 5 to 60 heteroaryl group, C 1 to C 40 Alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 the arylboronic group, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine group of, C 6 ⁇ C aryl phosphine oxide 60 group and a C 6 ⁇ substituted with one or more substituents selected from
  • n is an integer of 1 to 4, preferably 2 may be.
  • the content of the dopant is not particularly limited, but may be 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the compound represented by Formula 1.
  • the structure of the organic electroluminescent device according to the present invention is not particularly limited, but non-limiting examples thereof may include a substrate, an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode sequentially stacked.
  • the emission layer may include a compound represented by Chemical Formula 1.
  • An electron injection layer may be positioned on the electron transport layer.
  • the organic EL device according to the present invention may not only have a structure in which an anode, one or more organic material layers, and a cathode are sequentially stacked, but an insulating layer or an adhesive layer may be inserted at an interface between the electrode and the organic material layer.
  • the organic material layer including the compound represented by Chemical Formula 1 may be formed by a vacuum deposition method or a solution coating method.
  • the solution coating method include, but are not limited to, spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, or thermal transfer.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention forms an organic material layer and an electrode using materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer is formed to include the compound represented by Chemical Formula 1. It can be manufactured by.
  • a silicon wafer, quartz or glass plate, metal plate, plastic film or sheet may be used as the substrate.
  • the anode material may be a metal such as vanadium, chromium, copper, zinc, gold or an alloy thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); Combinations of metals and oxides such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb; Conductive polymers such as polythiophene, poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDT), polypyrrole and polyaniline; Or carbon black, but is not limited thereto.
  • Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); Combinations of metals and oxides such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb
  • Conductive polymers such as polythiophene, poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDT),
  • the negative electrode material may be a metal such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, or lead or an alloy thereof; Multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the like, but are not limited thereto.
  • materials such as a hole injection layer, a hole transport layer, and an electron transport layer are not particularly limited, and conventional materials known in the art may be used without limitation.
  • alkyl is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain saturated hydrocarbon having 1 to 40 carbon atoms.
  • alkyl include methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl, hexyl and the like.
  • alkenyl in the present invention is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms having at least one carbon-carbon double bond.
  • alkenyl include vinyl, allyl, isopropenyl, 2-butenyl, and the like.
  • Alkynyl in the present invention is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms having at least one carbon-carbon triple bond.
  • alkynyl include ethynyl, 2-propynyl, and the like.
  • Aryl in the present invention means a monovalent substituent derived from an aromatic hydrocarbon having 6 to 60 carbon atoms combined with a single ring or two or more rings.
  • a form in which two or more rings are pendant or condensed with each other may also be included. Examples of such aryls include phenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl and the like.
  • Heteroaryl in the present invention means a monovalent substituent derived from a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic hydrocarbon having 5 to 40 nuclear atoms. At least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is substituted with a heteroatom such as N, O, S or Se.
  • a form in which two or more rings are simply attached or condensed with each other may be included, and is also construed to include a form condensed with an aryl group.
  • heteroaryl examples include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl, phenoxathienyl, indolinzinyl, indolyl ( polycyclic rings such as indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carbazolyl, 2-furanyl, N-imidazolyl, 2-isoxazolyl , 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like.
  • 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl, phenoxathienyl, indolinzinyl, indolyl ( polycyclic rings such as indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carbazolyl, 2-furany
  • aryloxy is a monovalent substituent represented by RO-, wherein R means aryl having 5 to 60 carbon atoms. Examples of such aryloxy include phenyloxy, naphthyloxy, diphenyloxy and the like.
  • alkyloxy is a monovalent substituent represented by R'O-, wherein R 'means 1 to 40 alkyl and has a linear, branched or cyclic structure.
  • R'O- monovalent substituent represented by R'O-, wherein R 'means 1 to 40 alkyl and has a linear, branched or cyclic structure.
  • alkyloxy include methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy, pentoxy and the like.
  • Arylamine in the present invention means an amine substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • Cycloalkyl in the present invention means a monovalent substituent derived from a monocyclic or polycyclic non-aromatic hydrocarbon having 3 to 40 carbon atoms.
  • Examples of such cycloalkyl include cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantine and the like.
  • Heterocycloalkyl in the present invention means a monovalent substituent derived from a non-aromatic hydrocarbon having 3 to 40 nuclear atoms, wherein at least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons is N, O, Substituted with a hetero atom such as S or Se.
  • heterocycloalkyl include morpholine, piperazine and the like.
  • alkylsilyl means silyl substituted with alkyl having 1 to 40 carbon atoms
  • arylsilyl means silyl substituted with aryl having 5 to 40 carbon atoms
  • Condensed ring in the present invention means a condensed aliphatic ring, a condensed aromatic ring, a condensed heteroaliphatic ring, a condensed heteroaromatic ring or a combination thereof.
  • Phthadialdehyde (50 g, 0.37 mol) and tetrahydrofuran (1 L) were added to a round bottom flask (3 L) and stirred, followed by dropwise addition of 4-biphenyl magnesium bromide (1 L, 1.5 M in THF, 1.5 mol) at room temperature. After stirring for 1 hour at room temperature, the reaction was terminated with an aqueous solution of ammonium chloride. After the reaction was completed, the mixture was extracted with ethyl acetate, dried over magnesium sulfate, and the organic solvent was concentrated to obtain the target compound.
  • Synthesis Example 1 In ⁇ Step 1> of Synthesis Example 1 except that 3 (4- (naphthalen-1-yl) phenyl) magnesium bromide (1L, 1.5M in THF, 1.5mol) was used instead of 4-biphenyl magnesium bromide. The same procedure as in 2 was carried out to obtain Mat-13, the target compound.
  • the glass substrate coated with ITO Indium tin oxide
  • ITO Indium tin oxide
  • ultrasonic cleaning with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, and the like was dried and then transferred to a plasma cleaner, and then the substrate was cleaned for 5 minutes using an oxygen plasma, and the substrate was transferred to a vacuum evaporator.
  • DS-HIL Doosan Co., Ltd.
  • ITO anode
  • ⁇ -NPB N , N- , which is a hole transport material on the hole injection layer
  • di naphthalene-1-yl
  • LiF which is an electron injection material
  • aluminum was vacuum deposited to a thickness of 2000 kW thereon to form a cathode to fabricate an organic EL device.
  • NPB and C-545T used is as follows.
  • the organic electroluminescent device of Examples 10 to 18 was prepared in the same manner as in Examples 1 to 9.
  • the structure of FGD-1 used is as follows.
  • An organic electroluminescent device of Comparative Example was manufactured by the same method as Example 1, except that DS-FGH (Doosan Corp.) was used instead of compound Mat-1 as a green host material when forming the emission layer.
  • DS-FGH Doosan Corp.
  • An organic electroluminescent device of Comparative Example was manufactured by the same method as Example 10, except that DS-FGH (Doosan Corporation) was used instead of compound Mat-1 as a green host material when forming the emission layer.
  • DS-FGH Doosan Corporation
  • the organic electroluminescent device of Examples 1 to 18 using the compound according to the present invention as a green host showed improved performance in terms of driving voltage and efficiency, and in terms of lifetime, It was confirmed that the organic EL device significantly improved.
  • the organic electroluminescent device of the present invention exhibits excellent properties in terms of luminous efficiency, brightness, power efficiency, driving voltage and lifespan by including the compound represented by Chemical Formula 1 having excellent heat resistance, luminous ability, and the like. Maximizing performance and lifespan can be achieved in the light emitting panel.

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Abstract

본 발명은 유기 전계 발광소자에 대한 것으로서, 비대칭 안트라센 유도체를 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 바람직하게는 발광층 재료, 더 바람직하게는 형광 발광 호스트 재료로 포함함으로써, 발광효율, 구동전압, 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.

Description

유기 전계 발광 소자
본 발명은 구동전압, 발광효율 및 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기 에너지를 빛 에너지로 전환시켜 주는 현상을 말한다. 이러한 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이들 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층(HTL), 발광층(EML), 전자 수송층(ETL), 전자 주입층 등을 포함할 수 있다.
상기 유기 전계 발광 소자의 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 양극에서는 정공이 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이때 상기 유기물층으로 사용되는 물질은 그 기능에 따라 발광 재료, 전하 수송 재료, 정공 주입 재료, 정공 수송 재료, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료 등으로 분류될 수 있다.
발광 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료와 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 재료로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 재료로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다. 발광층을 주로 구성하는 호스트보다 에너지 대역 간극이 작고 발광 효율이 우수한 도판트를 발광층에 소량 혼합하면, 호스트에서 발생하는 엑시톤이 도판트로 수송되어 효율이 높은 빛을 내는 것이다. 이때 호스트의 파장이 도판트의 파장대로 이동하므로, 이용하고자 하는 도판트의 종류에 따라 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다.
전술한 유기 발광 소자가 갖는 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는, 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 즉 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 발광 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질로서 안정하고 효율적인 재료를 사용하는 것이 선행되어야 한다. 그러나 아직까지 안정하고 효율적인 유기 발광 소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이며, 따라서 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 발명은 형광 발광능이 우수하여 발광층 재료로 사용될 수 있는 화합물을 유기 전계 발광 소자에 도입함으로써 발광효율, 구동전압, 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 양극; 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2014012715-appb-I000001
상기 화학식 1에서,
복수의 R1은 서로 동일하거나 상이하며,
R1은 페닐 또는 나프틸이고,
Ar1은 하기 화학식 A-1 내지 A-6 중 어느 하나로 표시되는 치환체이며,
Figure PCTKR2014012715-appb-I000002
다만, Ar1이
Figure PCTKR2014012715-appb-I000003
와 동일한 경우를 제외한다.
여기서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 유기 전계 발광 소자의 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 소자 특성이 우수한 비대칭 안트라센계 기본 골격을 가지면서, 상기 기본 골격의 특정 위치에 하나 이상의 특정 방향족 고리가 도입되어 있다.
구체적으로, 본 발명의 화학식 1 로 표시되는 화합물은, 안트라센 기본골격의 9번 위치에 나프틸로 치환된 페닐기 또는 바이페닐기가 도입되면서, 안트라센계 기본 골격의 10번 위치에 바이페닐, 터페닐, 나프틸, 페난트렌, 파이렌, 트리페닐렌, 페닐나프틸 등의 방향족 고리가 도입됨으로써, 상대적으로 스태킹(stacking)이 억제되어 분자간 상호 작용에 의한 발광 파장대의 이동이나 결정화가 방지될 수 있고, 따라서 종래 대칭 구조의 안트라센 화합물에 비해 발광효율, 구동전압, 수명 등의 특성이 향상될 수 있다. 여기서, 안트라센의 탄소 위치 번호는
Figure PCTKR2014012715-appb-I000004
와 같이 나타낼 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 상기 안트라센계 기본 골격의 2번 위치에 페닐기 또는 나프틸기가 도입됨으로써, 발광 파장이 조절되어 녹색/청색 발광 재료로서 색순도가 향상될 수 있다. 특히 상기 화학식 1의 화합물은 녹색 발광 소자의 호스트 물질로서 적용될 수 있다.
게다가, 상기 화학식 1의 화합물은 안트라센 기본 골격으로 인해 넓은 밴드갭을 가지며, 따라서 호스트 재료로서의 특성이 우수하여, 발광효율, 소자의 내구성 및 수명 향상을 발휘할 수 있다.
본 발명에 따른 화학식 1의 화합물에서, Ar1는 하기 화학식 B-1 내지 B-12 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있는데, 이에 한정되지 않는다. 다만, Ar1이
Figure PCTKR2014012715-appb-I000005
와 동일한 경우를 제외한다.
Figure PCTKR2014012715-appb-I000006
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물의 예로는 하기 화학식 2 내지 화학식 4로 표시되는 화합물 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2014012715-appb-I000007
[화학식 3]
Figure PCTKR2014012715-appb-I000008
[화학식 4]
Figure PCTKR2014012715-appb-I000009
상기 화학식 2 내지 4에서,
Ar1은 화학식 1 에서 정의된 바와 같다.
본 발명에 따라 화학식 1로 표시되는 안트라센계 화합물은 하기 화학식 Mat-1 내지 Mat-34로 표시되는 화합물로 보다 구체화될 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2014012715-appb-I000010
Figure PCTKR2014012715-appb-I000011
본 발명의 화학식 1의 화합물은 하기 합성예를 참조하여 다양하게 합성할 수 있다. 본 발명의 화합물에 대한 상세한 합성 과정은 후술하는 합성예에서 구체적으로 기술하도록 한다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 (i) 양극, (ii) 음극, 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 등이 있고, 이 중에서 정공 주입층, 정공 수송층 또는 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 형광 호스트 재료로서 포함될 수 있고, 바람직하게는 녹색 또는 청색의 형광 호스트 재료로 포함될 수 있다.
이 경우, 유기 전계 발광 소자는 발광효율, 휘도, 전력효율, 열적 안정성 및 소자 수명이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 발광층은 도펀트를 포함할 수 있다. 이러한 도펀트의 예로는, 쿠마린 유도체(예컨대, C 545T), 퀴나크리돈 유도체, 하기 화학식 5의 화합물 등이 있다. 이 중에서 화학식 5의 화합물은 방향족 환에 아릴 아민기가 1개 이상 치환된 것으로서, 종래 다른 도펀트에 비해 발광효율 및 수명이 개선될 수 있다.
이러한 화학식 5의 화합물과 상기 화학식 1의 화합물을 함께 사용할 경우, 상기 화학식 1의 화합물을 당 업계에 알려진 다른 도펀트와 함께 사용하는 경우에 비해, 소자의 색순도가 더 높아지고, 발광 효율이 더 향상되며, 소자의 수명이 증가될 수 있다.
[화학식 5]
Figure PCTKR2014012715-appb-I000012
상기 화학식 5에서,
Ar2는 치환 혹은 비치환된 C10~C60의 방향족환 및 치환 혹은 비치환된 핵원자수 10 내지 60의 헤테로방향족환로 이루어진 군에서 선택되고, 바람직하게는 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 파이렌, 크라이센, 플루오란센, 벤조플루오란센 등에서 선택되며, 더 바람직하게는 안트라센, 파이렌, 크라이센에서 선택되고;
Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 바람직하게는 페닐, 나프틸, 디벤조퓨란 또는 디벤조싸이오펜이며;
상기 Ar3 내지 Ar4의 아릴기, 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있고, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
n은 1 내지 4의 정수이며, 바람직하게는 2일 수 있다.
상기 도펀트의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 화학식 1로 표시되는 화합물의 100 중량부를 기준으로 1 내지 10 중량부일 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 이의 비제한적인 예를 들면, 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 것일 수 있다. 이때 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 상기 전자 수송층 위에는 전자 주입층이 위치할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 전술한 바와 같이 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 상기 유기물층은 진공증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이들에만 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는, 유기물층 중 1층 이상을 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 유기물층 및 전극을 형성함으로써 제조될 수 있다.
예컨대, 기판으로는 실리콘 웨이퍼, 석영 또는 유리판, 금속판, 플라스틱 필름이나 시트 등이 사용될 수 있다.
양극 물질로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 또는 카본블랙 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
음극 물질로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
그 외에, 정공 주입층, 정공 수송층 및 전자 수송층 등의 물질은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 업계에 알려진 통상적인 물질을 제한 없이 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에서의 "알킬"은 탄소수 1 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이다. 이러한 알킬의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이다. 이러한 알케닐의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이다. 이러한 알키닐의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 "아릴"은 단독 고리 또는 2이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 40의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함하는 것으로 해석한다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리, 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리, 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로 상기 R은 탄소수 5 내지 60의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로 상기 R'는 1 내지 40개의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함하는 것으로 해석한다. 이러한 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서의 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 놀보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 5 내지 40의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서의 "축합고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[합성예 1] 화합물 Mat-1의 제조
<단계 1>
Figure PCTKR2014012715-appb-I000013
둥근 바닥 플라스크(3L)에 프탈다이알데하이드 (50g, 0.37mol)과 테트라히드로퓨란(1L)을 넣고 교반한 후, 4-바이페닐 마그네슘 브로마이드(1L, 1.5M in THF, 1.5mol)을 상온에서 적가하고, 상온에서 한시간 동안 교반한 후, 암모늄 클로라이드 수용액으로 반응을 종결시켰다. 반응이 종결된 후, 에틸아세테이트로 추출하고, 마그네슘 설페이트로 드라이한 후 유기 용매를 농축하여 목적 화합물을 얻었다.
<단계 2>
Figure PCTKR2014012715-appb-I000014
상기 <단계 1>에서 얻은 화합물(210g, 0.48mol)에 메틸렌 클로라이드(1L)를 넣고, 교반하였다. 여기에, 트리에틸아민 (309mL, 2.22mol), 아세틱언하이드라이드 (140mL, 1.48mol) 및 다이메틸아미노피리딘(9g, 0.074mol)을 투입하고, 한시간 동안 교반하였다. 이후 탄산수소나트륨 수용액을 이용하여 반응을 종결시키고, 메틸렌클로라이드 층을 추출하였다. 이를 소듐설페이트로 드라이하여 유기용매를 여과 농축한 후, 메틸렌클로라이드와 헥산을 이용하여 재결정하여, 흰색 고체의 다이아세테이트 화합물(155g, 수율 80%)을 얻었다.
메틸렌 클로라이드(4L)에, 상기에서 얻어진 다이아세테이트 (150g, 0.28mol) 및 트리플루오로메탄설폰산(4mL, 0.056mol)를 투입한 후, 10분간 상온에서 교반하고, 이를 실리카겔 여과하였다. 여액을 농축한 후, 메탄올/메틸렌클로라이드 용액으로 재결정하여 노란색 고체(114g, 수율 82%)를 얻었다.
1H NMR (CDCl3): 7.25-7.60(m, 12H), 7.69-7.80(m, 6H), 7.95(s, 1H), 8.00(d, 1H), 8.07(d, 1H), 8.46(s,1H); HRMS for C32H22 [M]+ : calcd 406, found 406.
<단계 3>
Figure PCTKR2014012715-appb-I000015
디메틸포름아미드(1L)에, 상기 <단계 2>에서 얻어진 노란색 고체 (110g, 0.27mol) 및 N-브로모숙신이미드(48g, 0.27mol)을 투입하고, 60℃에서 5시간 동안 교반한 후, 상온에서 식혔다. 이후, 반응용액을 실리카겔 여과하고, 농축한 후, 이를 진공 하에서 건조시켜, 화합물을 얻었다.
상기에서 얻어진 화합물을 질소 분위기에서 톨루엔(1L)에 용해시킨 후, 여기에 1-나프탈레닐 보론산(51.6g, 0.3mol), 테트라키스트리페닐포스핀 팔라듐 (9.3g, 8.1mmol), 탄산나트륨(31.4g, 0.3mol), 물(300mL)을 투입하였다. 상기 반응 혼합물을 3시간 동안 환류 교반하였다. 반응용액을 약 60℃로 식히고, 실리카겔 여과한 후 톨루엔 층을 추출하였다. 상기 추출액을 농축하여 유기 용매를 제거하고, 메탄올을 가하여 고체를 생성시켰다. 상기 고체를 여과하여 노란 갈색을 얻어, 이를 메틸렌클로라이드로 녹인 후, 메탄올을 소량씩 가해, 연한 미색 고체의 안트라센 유도체 Mat-1(122g, 수율 85%)을 얻었다.
Elemental Analysis for C42H28 : calcd C 94.70, H 5.30, found C 94.90, H 5.10;
HRMS for C42H28 [M]+ calcd 532, found 532
[합성예 2] 화합물 Mat-2의 제조
Figure PCTKR2014012715-appb-I000016
1-나프탈레닐 보론산 대신 2-나프탈레닐 보론산(51.6g, 0.3mol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 Mat-2를 얻었다.
Elemental Analysis for C42H28 : calcd C 94.70, H 5.30, found C 94.90, H 5.10;
HRMS for C42H28 [M]+ calcd 532, found 532
[합성예 3] 화합물 Mat-4의 제조
Figure PCTKR2014012715-appb-I000017
1-나프탈레닐 보론산 대신 9-페난트레닐 보론산(66.6g, 0.3mol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 Mat-4를 얻었다.
Elemental Analysis for C46H30 : calcd C 94.81, H 5.19, found C 94.80, H 5.20;
HRMS for C46H30 [M]+ calcd 582, found 582
[합성예 4] 화합물 Mat-9의 제조
Figure PCTKR2014012715-appb-I000018
1-나프탈레닐 보론산 대신 3-(naphthalen-2-yl)phenylboronic acid (74.4g, 0.3mol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 Mat-9를 얻었다.
Elemental Analysis for C48H32 : calcd C 94.70, H 5.30, found C 94.74, H 5.25;
HRMS for C48H32 [M]+ calcd 608, found 608
[합성예 5] 화합물 Mat-13의 제조
Figure PCTKR2014012715-appb-I000019
합성예 1의 <단계 1>에서 4-바이페닐 마그네슘 브로마이드 대신 3(4-(naphthalen-1-yl)phenyl)magnesium bromide (1L, 1.5M in THF, 1.5mol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 Mat-13을 얻었다.
Elemental Analysis for C50H32 : calcd C 94.90, H 5.10, found C 94.90, H 5.10;
HRMS for C50H32 [M]+ calcd 632, found 632
[합성예 6] 화합물 Mat-19의 제조
Figure PCTKR2014012715-appb-I000020
합성예 1의 <단계 1>에서 4-바이페닐 마그네슘 브로마이드 대신 3(4-(naphthalen-1-yl)phenyl)magnesium bromide (1L, 1.5M in THF, 1.5mol)을 사용하고, <단계 3>에서 1-나프탈레닐 보론산 대신 biphenyl-4-ylboronic acid (51.6g, 0.3mol)을 사용한 것을 제외하고 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 Mat-19를 얻었다.
Elemental Analysis for C50H32 : calcd C 94.90, H 5.10, found C 94.90, H 5.10;
HRMS for C50H32 [M]+ calcd 632, found 632
[합성예 7] 화합물 Mat-24의 제조
Figure PCTKR2014012715-appb-I000021
합성예 2의 <단계 1>에서 4-바이페닐 마그네슘 브로마이드 대신 (4-(naphthalen-2-yl)phenyl)magnesium bromide (1L, 1.5M in THF, 1.5mol)을 사용한 것을 제외하고 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 Mat-24를 얻었다.
Elemental Analysis for C50H32 : calcd C 94.90, H 5.10, found C 94.90, H 5.10;
HRMS for C50H32 [M]+ calcd 632, found 632
[합성예 8] 화합물 Mat-25의 제조
Figure PCTKR2014012715-appb-I000022
합성예 2의 <단계 1>에서 4-바이페닐 마그네슘 브로마이드 대신 (4-(naphthalen-2-yl)phenyl)magnesium bromide (1L, 1.5M in THF, 1.5mol)을 사용한 것을 제외하고 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 Mat-25를 얻었다.
Elemental Analysis for C50H32 : calcd C 94.90, H 5.10, found C 94.90, H 5.10;
HRMS for C50H32 [M]+ calcd 632, found 632
[합성예 9] 화합물 Mat-31의 제조
Figure PCTKR2014012715-appb-I000023
합성예 1의 <단계 1>에서 4-바이페닐 마그네슘 브로마이드 대신 (4-(naphthalen-2-yl)phenyl)magnesium bromide (1L, 1.5M in THF, 1.5mol)을 사용하고, <단계 3>에서 1-나프탈레닐 보론산 대신 biphenyl-4-ylboronic acid (51.6g, 0.3mol)을 사용한 것을 제외하고 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 Mat-31를 얻었다.
Elemental Analysis for C52H34 : calcd C 94.80, H 5.20, found C 94.80, H 5.20;
HRMS for C52H34 [M]+ calcd 658, found 658
[실시예 1 내지 9] 유기 전계 그린 발광 소자의 제조
합성예 1 내지 9에서 각각 합성된 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 아래의 과정에 따라 유기 전계 그린 발광 소자를 제조하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송시킨 다음, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO (양극) 위에 DS-HIL (두산社)를 800 Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하고, 상기 정공 주입층 위에 정공 수송 물질인 α-NPB (N, N-di(naphthalene-1-yl)-N, N-diphenylbenzidine)을 150 Å의 두께로 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
그 위에 그린 호스트 물질로서 상기 합성예 1 내지 9에서 각각 제조된 화합물 Mat-1, Mat-2, Mat-4, Mat-9, Mat-13, Mat-19, Mat-24, Mat-25, Mat-31을 각각 사용하고, 도펀트로서 C-545T를 5% 도핑하여 300 Å의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 위에 전자 수송 물질인 Alq3을 250 Å의 두께로 진공 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. 이후, 전자 주입 물질인 LiF를 10 Å의 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성하고, 그 위에 알루미늄을 2000 Å의 두께로 진공 증착하여 음극을 형성하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
사용된 NPB 및 C-545T의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2014012715-appb-I000024
[실시예 10 내지 18] 유기 전계 그린 발광 소자의 제조
발광층 형성시 도펀트로서 C-545T 대신 FGD-1을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1 내지 9와 동일한 방법을 각각 수행하여 실시예 10 내지 18의 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
사용된 FGD-1의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2014012715-appb-I000025
[비교예 1] 유기 전계 그린 발광 소자의 제조
발광층 형성시 그린 호스트 물질로 화합물 Mat-1 대신에 DS-FGH (두산社)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 비교예의 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 2] 유기 전계 그린 발광 소자의 제조
발광층 형성시 그린 호스트 물질로 화합물 Mat-1 대신에 DS-FGH (두산社)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 10과 동일한 방법을 수행하여 비교예의 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1] 유기 전계 그린 발광 소자의 성능 평가
실시예 1 내지 18 및 비교예 1, 2 에서 제작된 각각의 유기 전계 그린 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠ 에서 발광 효율, 구동전압 및 수명(97%)을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 에 나타내었다.
표 1
호스트 도펀트 전압 (V) 효율 (cd/A) 수명 (시간)
실시예 1 Mat-1 C-545T 5.2 31.3 155
실시예 2 Mat-2 C-545T 5.1 32.5 150
실시예 3 Mat-4 C-545T 5.2 30.1 130
실시예 4 Mat-9 C-545T 5.4 31.0 135
실시예 5 Mat-13 C-545T 5.3 30.7 130
실시예 6 Mat-19 C-545T 5.3 30.4 125
실시예 7 Mat-24 C-545T 5.45 31.0 140
실시예 8 Mat-25 C-545T 5.5 31.2 130
실시예 9 Mat-31 C-545T 5.3 30.4 135
실시예 10 Mat-1 FGD-1 4.8 33.0 160
실시예 11 Mat-2 FGD-1 4.9 34.5 170
실시예 12 Mat-4 FGD-1 4.8 32.1 155
실시예 13 Mat-9 FGD-1 4.8 32.3 150
실시예 14 Mat-13 FGD-1 4.9 32.0 150
실시예 15 Mat-19 FGD-1 4.85 32.5 140
실시예 16 Mat-24 FGD-1 4.95 32.1 145
실시예 17 Mat-25 FGD-1 5.0 31.9 150
실시예 18 Mat-31 FGD-1 5.1 32.3 140
비교예 1 DS-FGH C-545T 6.8 23.0 100
비교예 2 DS-FGH FGD-1 6.5 26.0 100
상기 표에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 그린 호스트로 사용하는 실시예 1 내지 18의 유기 전계 발광 소자는 구동전압 및 효율 면에서 향상된 성능을 나타내었으며, 수명 면에서도 비교예 1, 2의 유기 전계 발광소자에 비해 유의적으로 향상되었음을 확인할 수 있었다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 내열성, 발광능 등이 우수한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 발광효율, 휘도, 전력효율, 구동전압 및 수명 면에서 우수한 특성을 나타내며, 이에 따라 풀 칼라 유기 전계 발광 패널에서 성능 극대화 및 수명 향상 효과를 발휘할 수 있다.

Claims (6)

  1. 양극; 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며,
    상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2014012715-appb-I000026
    상기 화학식 1에서,
    복수의 R1은 서로 동일하거나 상이하며,
    R1은 페닐 또는 나프틸이고,
    Ar1은 하기 화학식 A-1 내지 A-6 중 어느 하나로 표시되는 치환체이며,
    Figure PCTKR2014012715-appb-I000027
    다만, Ar1이
    Figure PCTKR2014012715-appb-I000028
    와 동일한 경우를 제외한다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은 하기 화학식 B-1 내지 B-12 중 어느 하나로 표시되는 치환체이고,
    다만, Ar1이
    Figure PCTKR2014012715-appb-I000029
    와 동일한 경우를 제외하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
    Figure PCTKR2014012715-appb-I000030
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 내지 4 중에서 어느 하나로 표시되는 화합물인 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2014012715-appb-I000031
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2014012715-appb-I000032
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2014012715-appb-I000033
    상기 식에서, Ar1은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 Mat-1 내지 Mat-34로 이루어진 군에서 선택되는 화합물인 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
    Figure PCTKR2014012715-appb-I000034
    Figure PCTKR2014012715-appb-I000035
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층이 발광층인 유기 전계 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유기물층은 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 도펀트로 포함하는 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2014012715-appb-I000036
    상기 화학식 5에서,
    Ar2는 치환 혹은 비치환된 C10~C60의 방향족환 및 치환 혹은 비치환된 핵원자수 10 내지 60의 헤테로방향족환으로 이루어진 군에서 선택되고,
    Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 Ar3 내지 Ar4의 아릴기, 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있고, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 동일하거나 상이하며,
    n은 1 내지 4의 정수이다.
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